 | Pilger Ch. Modellierung von Infraschall in der Atmosphäre: Auswirkungen auf die Mesopausentemperatur: Diss. / Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum, Oberpfaffenhofen. - Köln: DLR, Bibliotheks- und Informationswesen, 2011. - x, 123 S.: Ill. - (Forschungsbericht; 2011-20). - Bibliogr.: S.107-117. - ISSN 1434-8454
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1 Einleitung ................................................... 1
2 Physikalische Grundlagen ..................................... 7
2.1 Dynamik der Atmosphäre .................................. 8
2.2 Vertikalstruktur der Atmosphäre ........................ 12
2.2.1 Temperatur ...................................... 12
2.2.2 Druck und Dichte ................................ 13
2.2.3 Atmosphärische Dämpfung ......................... 14
2.3 Grundlagen des Schalls ................................. 16
2.3.1 Akustische Größen ............................... 16
2.3.2 Infraschall ..................................... 18
2.3.3 Akustische Resonanz ............................. 20
3.1 Messprinzip ............................................ 22
3.2 Messinstrumente ........................................ 24
3.3 Messdaten .............................................. 25
4 Analyseverfahren ............................................ 27
4.1 Methode der Waveletanalyse ............................. 28
4.2 Untersuchung von Testdaten ............................. 30
4.3 Anwendung auf Temperaturzeitreihen ..................... 35
5 Modellierung ................................................ 37
5.1 Modellierung der Infraschallausbreitung ................ 38
5.1.1 Grundlegende Ausbreitungsprofile ................ 38
5.1.2 Untersuchung auf Erweiterbarkeit um
Terraindaten .................................... 43
5.2 Modellierung der Hintergrund-Atmosphäre ................ 45
5.2.1 Temperatur und Wind-Klimatologien ............... 45
5.2.2 Druck-und Dichteprohle .......................... 48
5.2.3 Atmosphärische
Dämpfungsmodellierung ........................... 49
5.2.4 Untersuchung auf Erweiterbarkeit um
Wettervorhersagedaten ........................... 50
5.3 Sensitivitätsanalyse ................................... 53
6 Ergebnisse und Diskussion ................................... 57
6.1 Infraschallerzeugte Temperaturfluktuationen ............ 58
6.1.1 Abschwächung durch Schallausbreitung und
Dämpfung ........................................ 58
6.1.2 Verstärkung durch abnehmenden Luftdruck ......... 61
6.1.3 Abschätzung der Temperaturfluktuationen ......... 63
6.2 Aufheizung der Atmosphäre durch Infraschall ............ 71
6.2.1 Abschätzung der akustischen Heizrate ............ 71
6.2.2 Akustische Heizung von Sturmsystemen ............ 75
6.3 Vergleich mit Airglow-Messungen ........................ 78
6.3.1 Klassifikation von Signalparametern ............. 78
6.3.2 Fallbeispiele von Airglow-Messungen ............. 85
7 Zusammenfassung ............................................. 99
A zusätzliche Quellenangaben .................................. 103
Literaturverzeichnis .......................................... 107
Danksagung .................................................... 119
Lebenslauf .................................................... 121
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